小波变换在过零调制信号特征提取中的应用

来源:本站
导读:目前正在解读《小波变换在过零调制信号特征提取中的应用》的相关信息,《小波变换在过零调制信号特征提取中的应用》是由用户自行发布的知识型内容!下面请观看由(电工技术网 - www.9ddd.net)用户发布《小波变换在过零调制信号特征提取中的应用》的详细说明。
简介:本文介绍小波变换理论和算法,说明去除信号噪声原理;给出了以db2为小波函数和选用阈值方法去噪的结果。

1过零调制技术介绍

过零调制原理是:在工频电压过零点附近,产生调制信号来实现信息的传输。过零调制试验原理如图1所示。过零触发电路在交流电压的过零点前T/2时刻触发晶闸管使之导通,在电感L中产生感生电流i和感生电动势e。

小波变换在过零调制信号特征提取中的应用

小波变换在过零调制信号特征提取中的应用

U、V、W为低压火线,N为零线。试验时将调制电路的输入端分别接NU、NV、NW各组。要想借助过零调制实现电力线通信,接收端必须将工频电压在过零时刻的突变检测出来,对此突变信号通常采用时域测差法。当有干扰时时域测差法提取的信号有可能被干扰淹没掉,信号特征不明显,无法进行检测。采用离散小波变换可以去掉干扰,将信号的特征提取出来。

小波变换在过零调制信号特征提取中的应用

2.1小波变换原理

小波变换属于时频分析的一种,具有多分辨分析的特点,同时具有时域局部化和频域局部化的性质。

设U(t)是平方可积函数,记作U(t)∈L2(R)。则U(t)的小波变换为

小波变换在过零调制信号特征提取中的应用

对于离散小波变换最常用的是二进制采样网格,由此得到小波级数变换:

小波变换在过零调制信号特征提取中的应用

2.2离散小波变换的算法

在进行离散小波变换时,将信号U(t)的时间变量t离散化,得到离散序列U(k),再用滤波器组对U(k)进行处理。离散小波变换的原理框图如图3所示。图中,h(k)为低通滤波器,g(k)为高通滤波器,h(k)和g

小波变换在过零调制信号特征提取中的应用

度下离散小波变换的系数。

小波变换在过零调制信号特征提取中的应用

信号U(k)的恢复重建原理框图如图4所示。

小波变换在过零调制信号特征提取中的应用

在过零调制中,由于电力线上各种干扰的存在,调制信号中存在着大量噪声干扰,如果不经过去噪处理就会影响到信号的检测结果。在实际应用中,有用信号通常为低频信号或是一些比较平稳的信号,而噪声信号则通常表现为高频信号。这样对调制信号进行小波分解后,噪声部分通常包含在细节部分中。因而,可以采用门限阈值等形式对小波系数进行处理,然后对信号进行重构,从而达到了去除噪声的目的。

选取Daubechies系中的db2为小波函数。

3.1阈值函数的选取和阈值的量化

阈值函数的选取和阈值的量化,直接关系到去除噪声的质量。阈值函数的选取通常有两种方法,一种为硬阈值函数,另一种为软阈值函数。采用硬阈值方法,小波系数在阈值点处不连续;而采用软阈值方法,小波变换的零和非零系数之间有一个平滑的过渡。软阈值函数定义为:

小波变换在过零调制信号特征提取中的应用

准偏差。

3.2实验结果说明

利用单片机控制调制电路使其在工频电压上隔一周期调制一次,采用PCI-9812采集卡对携有调制信号的工频电压波形均匀采样,相邻两个周期的数据作差后,得到1000点含有噪声干 扰的过零调制信号数据,分别在21、22,23、24、25尺度下用上述小波函数对信 号进行五级分解,然后进行过零调制信号重构,得到图5所示的小波变换结果。由图5可以看 出,原始信号被噪声干扰淹没,其调制特征不是很明显,不易被检测到,随着小波变换尺度 的增加,噪声干扰逐渐被去除,调制特征逐渐显露出来,经过5次小波变换后,调制特征非 常明显,很容易判别出来。

小波变换在过零调制信号特征提取中的应用

实验结果表明,采用小波变换方法可以有效的去除过零调制信号的噪声,解决突变调制信号 的特征提取问题。假如做成嵌入式系统,我们可以将过零调制技术应用到低速电力线通信中 ,大大降低工程经费。

提醒:《小波变换在过零调制信号特征提取中的应用》最后刷新时间 2024-03-14 01:06:22,本站为公益型个人网站,仅供个人学习和记录信息,不进行任何商业性质的盈利。如果内容、图片资源失效或内容涉及侵权,请反馈至,我们会及时处理。本站只保证内容的可读性,无法保证真实性,《小波变换在过零调制信号特征提取中的应用》该内容的真实性请自行鉴别。